Žmogaus pirštų papiliariniai raštai iš esmės nepakito savo topologinėje struktūroje nuo gimimo, turi skirtingas savybes kiekvienam asmeniui, o papiliariniai raštai ant kiekvieno to paties asmens piršto taip pat skiriasi. Papilių raštas ant pirštų yra išraižytas ir paskirstytas daugybe prakaito porų. Žmogaus kūnas nuolat išskiria vandens pagrindu pagamintas medžiagas, tokias kaip prakaitas, ir riebias medžiagas, tokias kaip aliejus. Šios medžiagos persikels ir nusėda ant objekto, kai jos liečiasi, sudarydamos ant objekto įspaudus. Būtent dėl unikalių rankų atspaudų savybių, tokių kaip jų individualus specifiškumas, stabilumas visą gyvenimą ir lietimo žymių atspindėjimas, pirštų atspaudai tapo pripažintu nusikaltimų tyrimo ir asmens tapatybės atpažinimo simboliu nuo tada, kai pirštų atspaudai pirmą kartą buvo naudojami asmens tapatybei nustatyti. 19 amžiaus pabaigoje.
Nusikaltimo vietoje, išskyrus trimačius ir plokščius spalvotus pirštų atspaudus, galimų pirštų atspaudų atsiradimo dažnis yra didžiausias. Galimi pirštų atspaudai paprastai reikalauja vizualinio apdorojimo atliekant fizines ar chemines reakcijas. Įprasti galimi pirštų atspaudų kūrimo metodai daugiausia apima optinį vystymą, miltelių kūrimą ir cheminį kūrimą. Tarp jų miltelių kūrimą mėgsta paprasti vienetai dėl paprasto veikimo ir mažos kainos. Tačiau tradicinio miltelinio pirštų atspaudų ekrano apribojimai nebeatitinka kriminalinių technikų poreikių, pvz., sudėtingos ir įvairios objekto spalvos ir medžiagos nusikaltimo vietoje bei prastas kontrastas tarp pirštų atspaudų ir fono spalvos; Miltelių dalelių dydis, forma, klampumas, sudėties santykis ir charakteristikos turi įtakos miltelių išvaizdos jautrumui; Tradicinių miltelių selektyvumas yra menkas, ypač padidinta šlapių objektų adsorbcija ant miltelių, o tai labai sumažina tradicinių miltelių kūrimo selektyvumą. Pastaraisiais metais kriminalinių mokslų ir technologijų darbuotojai nuolat tiria naujas medžiagas ir sintezės metodus, tarp kuriųretųjų žemiųliuminescencinės medžiagos patraukė kriminalinių mokslų ir technologijų darbuotojų dėmesį dėl savo unikalių liuminescencinių savybių, didelio kontrasto, didelio jautrumo, didelio selektyvumo ir mažo toksiškumo pirštų atspaudų ekrane. Palaipsniui užpildytos retųjų žemių elementų 4f orbitos suteikia jiems labai turtingą energijos lygį, o retųjų žemių elementų 5s ir 5P sluoksnių elektronų orbitalės yra visiškai užpildytos. 4f sluoksnio elektronai yra ekranuoti, todėl 4f sluoksnio elektronams suteikiamas unikalus judėjimo būdas. Todėl retųjų žemių elementai pasižymi puikiu fotostabilumu ir cheminiu stabilumu be fotobalinimo, įveikiant dažniausiai naudojamų organinių dažiklių apribojimus. Be to,retųjų žemiųelementai taip pat turi geresnes elektrines ir magnetines savybes, palyginti su kitais elementais. Unikalios optinės savybėsretųjų žemiųjonai, tokie kaip ilgas fluorescencijos tarnavimo laikas, daug siaurų sugerties ir emisijos juostų bei dideli energijos sugerties ir emisijos tarpai, sulaukė didelio dėmesio atliekant susijusius pirštų atspaudų rodymo tyrimus.
Tarp daugybėsretųjų žemiųelementai,europiuyra dažniausiai naudojama liuminescencinė medžiaga. Demarcay, atradėjaseuropiu1900 m. pirmą kartą aprašė aštrias linijas Eu3+in tirpalo sugerties spektre. 1909 m. Urbanas aprašė katodoliuminescencijąGd2O3: Eu3+. 1920 m. Prandtl pirmą kartą paskelbė Eu3+ sugerties spektrus, patvirtinančius De Mare pastebėjimus. Eu3+ sugerties spektras parodytas 1 paveiksle. Eu3+ paprastai yra C2 orbitoje, kad palengvintų elektronų perėjimą iš 5D0 į 7F2 lygių ir taip išskleistų raudoną fluorescenciją. Eu3+ gali pasiekti perėjimą iš pagrindinės būsenos elektronų į žemiausią sužadintos būsenos energijos lygį matomos šviesos bangos ilgių diapazone. Sužadinant ultravioletinę šviesą, Eu3+ pasižymi stipria raudona fotoliuminescencija. Šis fotoliuminescencijos tipas taikomas ne tik Eu3+ jonams, legiruotiems kristaliniuose substratuose ar stikluose, bet ir kompleksams, susintetinti sueuropiuir organiniai ligandai. Šie ligandai gali tarnauti kaip antenos, sugeriančios sužadinimo liuminescenciją ir pernešančios sužadinimo energiją į aukštesnius Eu3+ jonų energijos lygius. Svarbiausia taikymaseuropiuyra raudoni fluorescenciniai milteliaiY2O3: Eu3+(YOX) yra svarbi fluorescencinių lempų sudedamoji dalis. Eu3+ sužadinimas raudona šviesa gali būti pasiektas ne tik ultravioletinių spindulių, bet ir elektronų pluošto (katodoliuminescencijos), rentgeno γ spinduliuotės α arba β dalelių, elektroliuminescencijos, trinties arba mechaninės liuminescencijos, chemiliuminescencijos metodais. Dėl savo turtingų liuminescencinių savybių jis yra plačiai naudojamas biologinis zondas biomedicinos ar biologijos mokslų srityse. Pastaraisiais metais jis taip pat sukėlė kriminalinių mokslų ir technologijų personalo susidomėjimą kriminalistikos srityje, suteikdamas gerą pasirinkimą peržengti tradicinio miltelių metodo, skirto pirštų atspaudams rodyti, apribojimus, ir turi didelę reikšmę gerinant kontrastą, pirštų atspaudų ekrano jautrumas ir selektyvumas.
1 pav. Eu3+absorbcijos spektrograma
1, liuminescencijos principasretųjų žemių europiokompleksai
Pagrindinės būsenos ir sužadintos būsenos elektroninės konfigūracijoseuropiujonai abu yra 4fn tipo. Dėl puikaus s ir d orbitalių ekranavimo poveikio aplinkeuropiujonai 4f orbitalėse, ff perėjimaieuropiujonai turi aštrias linijines juostas ir gana ilgą fluorescencijos trukmę. Tačiau dėl mažo europio jonų fotoliuminescencijos efektyvumo ultravioletinėje ir matomoje šviesoje, organiniai ligandai naudojami kompleksams sueuropiujonų, kad pagerintų ultravioletinių ir matomos šviesos sričių sugerties koeficientą. Fluorescencija, kurią skleidžiaeuropiukompleksai turi ne tik unikalius privalumus – aukštą fluorescencijos intensyvumą ir aukštą fluorescencijos grynumą, bet ir gali būti patobulinti naudojant aukštą organinių junginių absorbcijos efektyvumą ultravioletinės ir matomos šviesos srityse. Sužadinimo energija, reikalingaeuropiujonų fotoliuminescencija yra didelė Mažo fluorescencijos efektyvumo trūkumas. Yra du pagrindiniai liuminescencijos principairetųjų žemių europiokompleksai: vienas yra fotoliuminescencija, kuriai reikalingas ligandaseuropiukompleksai; Kitas aspektas yra tai, kad antenos efektas gali pagerinti jautrumąeuropiujonų liuminescencija.
Sužadintas išorinės ultravioletinės arba matomos šviesos, organinis ligandas, esantisretųjų žemiųkompleksiniai perėjimai iš pagrindinės būsenos S0 į sužadintą singleto būseną S1. Sužadintos būsenos elektronai yra nestabilūs ir grįžta į pradinę būseną S0 per spinduliuotę, išskirdami energiją ligandui, kad jis skleistų fluorescenciją, arba su pertraukomis peršoka į trigubo sužadinimo būseną T1 arba T2 ne spinduliavimo priemonėmis; Trigubai sužadintos būsenos išskiria energiją per spinduliuotę, kad sukurtų ligando fosforescenciją arba perduoda energijąmetalas europisjonai per nespinduliuojantį intramolekulinį energijos perdavimą; Po sužadinimo europio jonai pereina iš pradinės būsenos į sužadinimo būseną ireuropiujonai sužadintoje būsenoje pereina į žemą energijos lygį, galiausiai grįžta į pradinę būseną, išskirdami energiją ir generuodami fluorescenciją. Todėl įvedant atitinkamus organinius ligandus, su kuriais sąveikaujaretųjų žemiųjonus ir jautrina centrinius metalų jonus per neradiacinį energijos perdavimą molekulėse, retųjų žemių jonų fluorescencinis efektas gali būti labai padidintas ir gali būti sumažintas išorinės sužadinimo energijos poreikis. Šis reiškinys žinomas kaip ligandų antenos efektas. Energijos perdavimo Eu3+ kompleksuose energijos lygio diagrama parodyta 2 pav.
Energijos perdavimo procese iš tripleto sužadintos būsenos į Eu3+, ligando tripleto sužadintos būsenos energijos lygis turi būti didesnis arba atitikti Eu3+ sužadintos būsenos energijos lygį. Bet kai ligando tripleto energijos lygis yra daug didesnis už mažiausią sužadintos būsenos energiją Eu3+, energijos perdavimo efektyvumas taip pat labai sumažės. Kai skirtumas tarp ligando tripletinės būsenos ir žemiausio sužadintos Eu3+ būsenos yra mažas, fluorescencijos intensyvumas susilpnės dėl ligando tripletinės būsenos terminės dezaktyvacijos greičio įtakos. β-diketono kompleksų pranašumai yra stiprus UV sugerties koeficientas, stiprus koordinavimo gebėjimas, efektyvus energijos perdavimasretųjų žemiųs ir gali egzistuoti tiek kietomis, tiek skystomis formomis, todėl jie yra vienas iš plačiausiai naudojamų ligandųretųjų žemiųkompleksai.
2 pav. Energijos perdavimo Eu3+komplekse energijos lygio diagrama
2. Sintezės metodasRetų žemių europisKompleksai
2.1 Aukštos temperatūros kietojo kūno sintezės metodas
Aukštos temperatūros kietojo kūno metodas yra dažniausiai naudojamas paruošimo būdasretųjų žemiųliuminescencinės medžiagos, taip pat plačiai naudojama pramoninėje gamyboje. Aukštos temperatūros kietojo kūno sintezės metodas yra kietųjų medžiagų sąsajų reakcija aukštos temperatūros sąlygomis (800-1500 ℃), siekiant sukurti naujus junginius difuzuojant arba transportuojant kietus atomus ar jonus. Paruošimui naudojamas aukštos temperatūros kietosios fazės metodasretųjų žemiųkompleksai. Pirma, reagentai sumaišomi tam tikra dalimi, o į skiedinį įpilamas atitinkamas srauto kiekis, kad būtų galima kruopščiai sumalti, kad būtų užtikrintas vienodas maišymas. Po to sumalti reagentai dedami į aukštos temperatūros krosnį kalcinavimui. Deginimo proceso metu, atsižvelgiant į eksperimentinio proceso poreikius, gali būti užpildytos oksidacinės, redukcijos arba inertinės dujos. Po aukštos temperatūros kalcinavimo susidaro specifinės kristalinės struktūros matrica, į kurią pridedama aktyvatoriaus retųjų žemių jonų, kad susidarytų liuminescencinis centras. Išdegusį kompleksą reikia atvėsinti, nuplauti, išdžiovinti, iš naujo sumalti, kalcinuoti ir sijoti kambario temperatūroje, kad būtų gautas produktas. Paprastai reikia atlikti kelis malimo ir deginimo procesus. Daugkartinis šlifavimas gali pagreitinti reakcijos greitį ir padaryti reakciją išsamesnę. Taip yra todėl, kad šlifavimo procesas padidina reagentų kontaktinį plotą, labai pagerindamas jonų ir molekulių difuziją ir transportavimo greitį reagentuose, taip pagerindamas reakcijos efektyvumą. Tačiau skirtingas deginimo laikas ir temperatūra turės įtakos susidariusios kristalinės matricos struktūrai.
Aukštos temperatūros kietojo kūno metodas turi paprastus proceso veikimo privalumus, mažą kainą ir trumpą laiką, todėl tai yra brandi paruošimo technologija. Tačiau pagrindiniai aukštos temperatūros kietojo kūno metodo trūkumai yra šie: pirma, reikiama reakcijos temperatūra yra per aukšta, todėl reikalinga didelė įranga ir instrumentai, sunaudojama daug energijos ir sunku kontroliuoti kristalų morfologiją. Produkto morfologija yra netolygi ir netgi pažeidžia kristalų būseną, o tai turi įtakos liuminescencijos charakteristikoms. Antra, dėl nepakankamo šlifavimo reagentams sunku tolygiai susimaišyti, o kristalų dalelės yra palyginti didelės. Dėl rankinio ar mechaninio šlifavimo priemaišos neišvengiamai susimaišo, kad paveiktų liuminescenciją, todėl produktas yra žemas. Trečia problema yra netolygus dangos uždėjimas ir mažas tankis dengimo proceso metu. Lai ir kt. tradiciniu aukštos temperatūros kietojo kūno metodu susintetino seriją Sr5 (PO4) 3Cl vienfazių polichromatinių fluorescencinių miltelių, legiruotų Eu3+ ir Tb3+. Esant beveik ultravioletiniam sužadinimui, fluorescenciniai milteliai gali suderinti fosforo liuminescencinę spalvą nuo mėlynos srities iki žalios srities pagal dopingo koncentraciją, pagerindami žemo spalvų perteikimo indekso ir aukštos susijusios spalvos temperatūros defektus baltuose šviesos dioduose. . Didelis energijos suvartojimas yra pagrindinė problema sintezuojant borofosfato pagrindu pagamintus fluorescencinius miltelius aukštos temperatūros kietojo kūno metodu. Šiuo metu vis daugiau mokslininkų yra pasiryžę kurti ir ieškoti tinkamų matricų, kad išspręstų aukšto temperatūros kietojo kūno metodo didelio energijos suvartojimo problemą. 2015 metais Hasegawa ir kt. pirmą kartą baigė Li2NaBP2O8 (LNBP) fazės kietojo kūno paruošimą žemoje temperatūroje, naudodamas triklinikos sistemos P1 erdvės grupę. 2020 m. Zhu ir kt. pranešė apie naujojo Li2NaBP2O8: Eu3+ (LNBP: Eu) fosforo kietojo kūno sintezės būdą žemoje temperatūroje, tyrinėdamas mažas energijos sąnaudas ir nebrangų neorganinių fosforų sintezės būdą.
2.2 Bendro nusodinimo metodas
Bendras nusodinimo metodas taip pat yra plačiai naudojamas „minkštosios cheminės“ sintezės metodas, skirtas neorganinėms retųjų žemių liuminescencinėms medžiagoms ruošti. Bendro nusodinimo metodas apima nuosėdų pridėjimą į reagentą, kuris reaguoja su katijonais kiekviename reagente ir susidaro nuosėdos arba tam tikromis sąlygomis hidrolizuoja reagentą, kad susidarytų oksidai, hidroksidai, netirpios druskos ir kt. Tikslinis produktas gaunamas filtruojant. plovimas, džiovinimas ir kiti procesai. Bendro nusodinimo metodo pranašumai yra paprastas veikimas, trumpas laiko sąnaudos, mažas energijos suvartojimas ir didelis produkto grynumas. Ryškiausias jo pranašumas yra tai, kad mažas dalelių dydis gali tiesiogiai generuoti nanokristalus. Bendro nusodinimo metodo trūkumai yra šie: pirma, gaunamas produkto agregacijos reiškinys yra stiprus, o tai turi įtakos fluorescencinės medžiagos liuminescencinėms savybėms; Antra, gaminio forma neaiški ir sunkiai valdoma; Trečia, yra tam tikri reikalavimai žaliavų parinkimui, o nusodinimo sąlygos tarp kiekvieno reagento turi būti kuo panašesnės arba identiškos, o tai netinka kelių sistemos komponentų taikymui. K. Petcharoen ir kt. sintezuotos sferinės magnetito nanodalelės, naudojant amonio hidroksidą kaip nusodintuvą ir cheminio bendro nusodinimo metodą. Acto rūgštis ir oleino rūgštis buvo įvedamos kaip dengimo agentai pradiniame kristalizacijos etape, o magnetito nanodalelių dydis buvo kontroliuojamas 1-40 nm diapazone keičiant temperatūrą. Gerai išsklaidytos magnetito nanodalelės vandeniniame tirpale buvo gautos modifikuojant paviršių, pagerinant dalelių aglomeracijos reiškinį taikant bendro nusodinimo metodą. Kee ir kt. palygino hidroterminio metodo ir bendro nusodinimo metodo poveikį Eu-CSH formai, struktūrai ir dalelių dydžiui. Jie atkreipė dėmesį, kad hidroterminis metodas generuoja nanodaleles, o bendras nusodinimas – submikronines prizmines daleles. Palyginti su bendro nusodinimo metodu, hidroterminis metodas pasižymi didesniu kristališkumu ir geresniu fotoliuminescencijos intensyvumu ruošiant Eu-CSH miltelius. JK Han ir kt. sukūrė naują bendro nusodinimo metodą, naudojant nevandeninį tirpiklį N, N-dimetilformamidą (DMF), kad gautų (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2 fosforus, turinčius siaurą dydžio pasiskirstymą ir aukštą kvantinį efektyvumą šalia sferinių nano ar submikronų dydžio dalelių. DMF gali sumažinti polimerizacijos reakcijas ir sulėtinti reakcijos greitį nusodinimo proceso metu, taip padedant išvengti dalelių agregacijos.
2.3 Hidroterminės/tirpiklio terminės sintezės metodas
Hidroterminis metodas pradėtas naudoti XIX amžiaus viduryje, kai geologai imitavo natūralią mineralizaciją. XX amžiaus pradžioje teorija palaipsniui brendo ir šiuo metu yra vienas perspektyviausių tirpalų chemijos metodų. Hidroterminis metodas – tai procesas, kurio metu vandens garai arba vandeninis tirpalas naudojami kaip terpė (jonams ir molekulinėms grupėms transportuoti ir slėgiui perduoti), kad būtų pasiekta subkritinė arba superkritinė būsena aukštos temperatūros ir aukšto slėgio uždaroje aplinkoje (pirmoji turi 100-240 ℃ temperatūra, o pastaroji iki 1000 ℃), pagreitina žaliavos hidrolizės reakcijos greitį. medžiagų, o esant stipriai konvekcijai, jonai ir molekulinės grupės difunduoja iki žemos temperatūros, kad persikristalizuotų. Temperatūra, pH vertė, reakcijos laikas, koncentracija ir pirmtako tipas hidrolizės proceso metu įvairiais laipsniais įtakoja reakcijos greitį, kristalų išvaizdą, formą, struktūrą ir augimo greitį. Temperatūros padidėjimas ne tik pagreitina žaliavų tirpimą, bet ir padidina efektyvų molekulių susidūrimą, skatinantį kristalų susidarymą. Skirtingi kiekvienos kristalo plokštumos augimo tempai pH kristaluose yra pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos kristalo fazei, dydžiui ir morfologijai. Reakcijos trukmė taip pat turi įtakos kristalų augimui, ir kuo ilgesnis laikas, tuo jis palankesnis kristalų augimui.
Hidroterminio metodo pranašumai daugiausia pasireiškia: pirma, aukštas kristalų grynumas, neužterštumas priemaišomis, siauras dalelių dydžio pasiskirstymas, didelis derlius ir įvairi produkto morfologija; Antrasis yra tai, kad veikimo procesas yra paprastas, kaina yra maža, o energijos suvartojimas yra mažas. Dauguma reakcijų vykdomos vidutinės ir žemos temperatūros aplinkoje, o reakcijos sąlygas lengva kontroliuoti. Taikymo sritis yra plati ir gali atitikti įvairių formų medžiagų paruošimo reikalavimus; Trečia, aplinkos taršos slėgis yra mažas ir yra gana nekenksmingas operatorių sveikatai. Pagrindiniai jo trūkumai yra tai, kad reakcijos pirmtaką lengvai veikia aplinkos pH, temperatūra ir laikas, o produkte yra mažas deguonies kiekis.
Solvoterminis metodas kaip reakcijos terpė naudoja organinius tirpiklius, dar labiau išplečiant hidroterminių metodų pritaikymą. Dėl didelių organinių tirpiklių ir vandens fizinių ir cheminių savybių skirtumų reakcijos mechanizmas yra sudėtingesnis, o gaminio išvaizda, struktūra ir dydis yra įvairesni. Nallappanas ir kt. susintetino MoOx kristalus su skirtingomis morfologijomis nuo lakšto iki nanorodelio, kontroliuodamas hidroterminio metodo reakcijos laiką, naudojant natrio dialkilsulfatą kaip kristalų nukreipimo agentą. Dianwen Hu ir kt. sintezuotos kompozitinės medžiagos, kurių pagrindą sudaro polioksimolibdeno kobaltas (CoPMA) ir UiO-67 arba turinčios bipiridilo grupių (UiO-bpy), naudojant solvoterminį metodą, optimizuojant sintezės sąlygas.
2.4 Sol gelio metodas
Sol gelio metodas yra tradicinis cheminis metodas neorganinėms funkcinėms medžiagoms ruošti, plačiai naudojamas metalų nanomedžiagų gamyboje. 1846 m. Elbelmenas pirmą kartą panaudojo šį metodą SiO2 ruošti, tačiau jo panaudojimas dar nebuvo subrendęs. Paruošimo būdas daugiausia susijęs su retųjų žemių jonų aktyvatoriaus įdėjimu į pradinį reakcijos tirpalą, kad tirpiklis išgaruotų ir susidarytų gelis, o paruoštas gelis gautų tikslinį produktą po temperatūros apdorojimo. Sol gelio metodu pagamintas fosforas turi gerą morfologiją ir struktūrines charakteristikas, o gaminys turi mažą vienodą dalelių dydį, tačiau jo šviesumą reikia pagerinti. Sol-gelio metodo paruošimo procesas yra paprastas ir lengvai valdomas, reakcijos temperatūra yra žema, o sauga yra aukšta, tačiau laikas yra ilgas, o kiekvieno apdorojimo kiekis yra ribotas. Gaponenko ir kt. centrifugavimo ir terminio apdorojimo sol-gel metodu paruošė amorfinę BaTiO3/SiO2 daugiasluoksnę struktūrą, pasižyminčią geru pralaidumu ir lūžio rodikliu, ir nurodė, kad didėjant solo koncentracijai, BaTiO3 plėvelės lūžio rodiklis didės. 2007 m. Liu L tyrimų grupė sėkmingai užfiksavo labai fluorescencinį ir šviesai stabilų Eu3+metalo jonų/sensibilizatoriaus kompleksą silicio dioksido pagrindu pagamintuose nanokompozituose ir legiruotame sausame gelyje, naudodama sol gelio metodą. Keliuose skirtingų retųjų žemių jautrinimo medžiagų ir silicio dioksido nanoporingų šablonų deriniuose, naudojant 1,10-fenantrolino (OP) jautrintuvą tetraetoksisilano (TEOS) šablone, gaunamas geriausias fluorescenciniu būdu legiruotas sausas gelis, skirtas Eu3+ spektrinėms savybėms patikrinti.
2.5 Mikrobangų sintezės metodas
Mikrobangų sintezės metodas yra naujas žalias ir be taršos cheminės sintezės metodas, palyginti su aukštos temperatūros kietojo kūno metodu, plačiai naudojamas medžiagų sintezėje, ypač nanomedžiagų sintezės srityje, ir pasižymintis geru vystymosi tempu. Mikrobangų krosnelė yra elektromagnetinė banga, kurios bangos ilgis yra nuo 1 nn iki 1 m. Mikrobangų metodas yra procesas, kurio metu pradinėje medžiagoje esančios mikroskopinės dalelės, veikiamos išorinio elektromagnetinio lauko stiprumo, poliarizuojasi. Keičiantis mikrobangų elektrinio lauko krypčiai, nuolat kinta dipolių judėjimo ir išsidėstymo kryptis. Dipolių histerezės reakcija, taip pat jų pačių šiluminės energijos pavertimas be susidūrimo, trinties ir dielektrinių nuostolių tarp atomų ir molekulių, pasiekia šildymo efektą. Dėl to, kad mikrobangų kaitinimas gali tolygiai šildyti visą reakcijos sistemą ir greitai praleisti energiją, taip skatinant organinių reakcijų eigą, palyginti su tradiciniais paruošimo metodais, mikrobangų sintezės metodas turi greito reakcijos greičio, ekologiško saugumo, mažo ir vienodo privalumų. medžiagos dalelių dydis ir didelis fazės grynumas. Tačiau daugumoje ataskaitų šiuo metu naudojami mikrobangų absorberiai, tokie kaip anglies milteliai, Fe3O4 ir MnO2, kad netiesiogiai suteiktų šilumą reakcijai. Medžiagas, kurias lengvai sugeria mikrobangos ir kurios gali aktyvuoti pačius reagentus, reikia toliau tirti. Liu ir kt. derino bendro nusodinimo metodą su mikrobangų metodu, kad susintetintų gryną spinelį LiMn2O4, turintį porėtą morfologiją ir geras savybes.
2.6 Degimo būdas
Degimo metodas yra pagrįstas tradiciniais šildymo metodais, kurie naudoja organinių medžiagų deginimą, kad susidarytų tikslinis produktas po to, kai tirpalas išgarinamas iki sausumo. Dujos, susidarančios degant organinėms medžiagoms, gali veiksmingai sulėtinti aglomeracijos atsiradimą. Palyginti su kietojo kūno šildymo metodu, jis sumažina energijos sąnaudas ir tinka produktams, kuriems taikomi žemi reakcijos temperatūros reikalavimai. Tačiau reakcijos procese reikia pridėti organinių junginių, o tai padidina išlaidas. Šis metodas turi mažą perdirbimo pajėgumą ir netinka pramoninei gamybai. Degimo būdu pagamintas produktas turi mažą ir vienodą dalelių dydį, tačiau dėl trumpo reakcijos proceso gali būti nepilnų kristalų, o tai turi įtakos kristalų liuminescencinėms savybėms. Anning ir kt. naudojo La2O3, B2O3 ir Mg kaip pradines medžiagas ir naudojo druskos skatinamą degimo sintezę, kad per trumpą laiką būtų pagaminti LaB6 milteliai partijomis.
3. Taikymasretųjų žemių europiopirštų atspaudų kūrimo kompleksai
Miltelių rodymo metodas yra vienas iš klasikinių ir tradicinių pirštų atspaudų rodymo metodų. Šiuo metu milteliai, kuriuose rodomi pirštų atspaudai, gali būti suskirstyti į tris kategorijas: tradiciniai milteliai, pvz., magnetiniai milteliai, sudaryti iš smulkių geležies miltelių ir anglies miltelių; Metalo milteliai, tokie kaip aukso milteliai,sidabro milteliai, ir kiti tinklinės struktūros metalo milteliai; Fluorescenciniai milteliai. Tačiau tradiciniai milteliai dažnai turi didelių sunkumų rodydami pirštų atspaudus ar senus pirštų atspaudus ant sudėtingų fono objektų ir turi tam tikrą toksinį poveikį vartotojų sveikatai. Pastaraisiais metais kriminalinių mokslų ir technologijų darbuotojai vis labiau teikė pirmenybę nanofluorescencinėms medžiagoms pirštų atspaudų rodymui. Dėl unikalių Eu3+ liuminescencinių savybių ir plačiai paplitusio naudojimoretųjų žemiųmedžiagos,retųjų žemių europiokompleksai tapo ne tik tyrimų tašku kriminalistikos srityje, bet ir teikia platesnes pirštų atspaudų rodymo tyrimų idėjas. Tačiau Eu3+ skysčiuose ar kietose medžiagose prastai sugeria šviesą ir turi būti derinamas su ligandais, kad būtų jautrinamas ir spinduliuojamas šviesa, kad Eu3+ pasižymėtų stipresnėmis ir patvaresnėmis fluorescencinėmis savybėmis. Šiuo metu dažniausiai naudojami ligandai daugiausia apima β-diketonus, karboksirūgštis ir karboksilato druskas, organinius polimerus, supramolekulinius makrociklus ir kt.retųjų žemių europiokompleksų, buvo nustatyta, kad drėgnoje aplinkoje koordinacinių H2O molekulių vibracijaeuropiukompleksai gali sukelti liuminescencijos gesinimą. Todėl, norint pasiekti didesnį pirštų atspaudų ekrano selektyvumą ir stiprų kontrastą, reikia dėti pastangas ištirti, kaip pagerinti šiluminį ir mechaninį stabilumą.europiukompleksai.
2007 m. Liu L tyrimų grupė buvo pristatymo pradininkėeuropiupirmą kartą įtraukė į pirštų atspaudų rodymo sritį namuose ir užsienyje. Labai fluorescenciniai ir šviesai stabilūs Eu3+ metalo jonų/sensibilizatoriaus kompleksai, užfiksuoti sol gelio metodu, gali būti naudojami galimai pirštų atspaudų aptikimui ant įvairių su kriminalistika susijusių medžiagų, įskaitant auksinę foliją, stiklą, plastiką, spalvotą popierių ir žalius lapus. Tiriamieji tyrimai pristatė šių naujų Eu3+/OP/TEOS nanokompozitų paruošimo procesą, UV/Vis spektrus, fluorescencines charakteristikas ir pirštų atspaudų žymėjimo rezultatus.
2014 m. Seung Jin Ryu ir kt. pirmiausia sudarė Eu3+ kompleksą ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) heksahidratueuropio chloridas(EuCl3 · 6H2O) ir 1-10 fenantrolino (Phen). Per jonų mainų reakciją tarp tarpsluoksnių natrio jonų ireuropiugauti kompleksiniai jonai, interkaluoti nano hibridiniai junginiai (Eu (Phen) 2) 3+- susintetintas ličio muilo akmuo ir Eu (Phen) 2) 3+- natūralus montmorilonitas). Sužadinant UV lempą esant 312 nm bangos ilgiui, abu kompleksai ne tik išlaiko būdingus fotoliuminescencijos reiškinius, bet ir turi didesnį terminį, cheminį bei mechaninį stabilumą, palyginti su grynais Eu3+ kompleksais. Tačiau dėl to, kad nėra užgesusių priemaišų jonų pvz., geležis pagrindinėje ličio muilo akmens dalyje, [Eu (Phen) 2] 3+- ličio muilo akmuo turi geresnį liuminescencijos intensyvumą nei [Eu (Phen) 2] 3+- montmorilonitas, o piršto atspaudas rodo aiškesnes linijas ir stipresnį kontrastą su fonu. 2016 metais V Sharma ir kt. sintezuoti stroncio aliuminato (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) nanofluorescenciniai milteliai degimo būdu. Milteliai tinka šviežiems ir seniems pirštų atspaudams rodyti ant pralaidžių ir nelaidžių objektų, tokių kaip įprastas spalvotas popierius, pakavimo popierius, aliuminio folija ir optiniai diskai. Jis ne tik pasižymi dideliu jautrumu ir selektyvumu, bet ir pasižymi stipriomis ir ilgai išliekančiomis papildomo švytėjimo savybėmis. 2018 metais Wang ir kt. paruoštos CaS nanodalelės (ESM-CaS-NP), legiruotoseuropiu, samariumasir mangano, kurio vidutinis skersmuo yra 30 nm. Nanodalelės buvo įkapsuliuotos su amfifiliniais ligandais, leidžiančiais joms tolygiai pasiskirstyti vandenyje, neprarandant fluorescencinio efektyvumo; Bendras ESM-CaS-NP paviršiaus modifikavimas 1-dodeciltioliu ir 11-merkaptoundekano rūgštimi (Arg-DT) / MUA@ESM-CaS NP sėkmingai išsprendė fluorescencijos gesinimo vandenyje ir dalelių agregacijos problemą, kurią sukėlė dalelių hidrolizė nano fluorescencijoje. milteliai. Šie fluorescenciniai milteliai ne tik rodo galimus pirštų atspaudus ant tokių objektų, kaip aliuminio folija, plastikas, stiklas ir didelio jautrumo keraminės plytelės, bet ir turi platų sužadinimo šviesos šaltinių asortimentą, todėl pirštų atspaudams rodyti nereikia brangios vaizdo ištraukimo įrangos. Tais pačiais metais Wango tyrimų grupė susintetino tris trijų dalių serijaseuropiukompleksai [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)], naudojant orto, meta ir p-metilbenzenkarboksirūgštį kaip pirmąjį ligandą ir orto fenantroliną kaip antrąjį ligandą, naudojant nusodinimo metodą. Esant 245 nm ultravioletinei šviesai, gali būti aiškiai matomi galimi pirštų atspaudai ant tokių objektų kaip plastikas ir prekių ženklai. 2019 m. Sung Jun Park ir kt. sintezuoti YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) fosforai naudojant solvoterminį metodą, efektyviai pagerinantys galimą pirštų atspaudų aptikimą ir sumažinantys fono modelio trikdžius. 2020 m. Prabakaran ir kt. sukūrė fluorescencinį Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-dekstrozės kompozitą, naudodamas EuCl3 · 6H20 kaip pirmtaką. Na [Eu (5,5 '- DMBP) (fen) 3] Cl3 buvo susintetintas naudojant Phen ir 5,5' – DMBP karšto tirpiklio metodu, o po to Na [Eu (5,5 '- DMBP) (fen) 3] Cl3 ir D-dekstrozė buvo naudojami kaip pirmtakai, kad susidarytų Na [Eu (5,50 DMBP) (fen) 3] · Cl3 naudojant adsorbcijos metodą. 3/D-dekstrozės kompleksas. Atliekant eksperimentus, kompozitas gali aiškiai parodyti pirštų atspaudus ant objektų, tokių kaip plastikinių butelių dangteliai, stiklinės ir Pietų Afrikos valiuta, sužadinant 365 nm saulės šviesą arba ultravioletinę šviesą, su didesniu kontrastu ir stabilesniu fluorescenciniu veikimu. 2021 m. Dan Zhang ir kt. sėkmingai suprojektuotas ir susintetintas naujas heksabranduolinis Eu3+kompleksas Eu6 (PPA) 18CTP-TPY su šešiomis surišimo vietomis, pasižymintis puikiu fluorescenciniu terminiu stabilumu (<50 ℃) ir gali būti naudojamas pirštų atspaudų rodymui. Tačiau norint nustatyti tinkamas svečių rūšis, reikia atlikti tolesnius eksperimentus. 2022 metais L Brini ir kt. sėkmingai susintetino Eu: Y2Sn2O7 fluorescencinius miltelius, taikant bendro nusodinimo metodą ir tolesnį šlifavimą, kuris gali atskleisti galimus pirštų atspaudus ant medinių ir nepralaidžių objektų. Tais pačiais metais Wang tyrimų grupė susintetino NaYF4: Yb, naudodama tirpiklio terminės sintezės metodą, Er@YVO4 Eu šerdį. - apvalkalo tipo nanofluorescencinė medžiaga, kuri gali generuoti raudoną fluorescenciją esant 254 nm ultravioletiniams spinduliams sužadinimas ir ryškiai žalia fluorescencija, esant 980 nm artimo infraraudonųjų spindulių sužadinimui, todėl pasiekiamas dviejų režimų galimų svečio pirštų atspaudų rodymas. Galimas pirštų atspaudų ekranas ant objektų, tokių kaip keraminės plytelės, plastikiniai lakštai, aliuminio lydiniai, RMB ir spalvotas firminių blankų popierius, pasižymi dideliu jautrumu, selektyvumu, kontrastingumu ir dideliu atsparumu foniniams trikdžiams.
4 Outlook
Pastaraisiais metais atlikti tyrimai apieretųjų žemių europioKompleksai sulaukė daug dėmesio dėl puikių optinių ir magnetinių savybių, tokių kaip didelis liuminescencijos intensyvumas, didelis spalvų grynumas, ilgas fluorescencijos tarnavimo laikas, dideli energijos sugerties ir emisijos tarpai bei siauros sugerties smailės. Gilėjant retųjų žemių medžiagų tyrimams, jų pritaikymas įvairiose srityse, tokiose kaip apšvietimas ir ekranai, biomokslai, žemės ūkis, karinė, elektroninės informacijos pramonė, optinis informacijos perdavimas, fluorescencinė kova su padirbinėjimu, fluorescencijos aptikimas ir kt. Optinės savybėseuropiukompleksai yra puikūs, o jų taikymo sritys palaipsniui plečiasi. Tačiau jų terminio stabilumo, mechaninių savybių ir apdirbamumo trūkumas apribos jų praktinį pritaikymą. Žvelgiant iš dabartinio tyrimo perspektyvos, taikomi optinių savybių tyrimaieuropiuteismo ekspertizės srities kompleksai turėtų daugiausia dėmesio skirti optinių savybių gerinimuieuropiukompleksus ir sprendžiant fluorescencinių dalelių, kurios yra linkusios agreguotis drėgnoje aplinkoje, problemas, išlaikant stabilumą ir liuminescencijos efektyvumą.europiukompleksai vandeniniuose tirpaluose. Šiais laikais visuomenės ir mokslo bei technologijų pažanga kelia aukštesnius reikalavimus naujoms medžiagoms ruošti. Patenkindamas taikymo poreikius, jis taip pat turėtų atitikti įvairaus dizaino ir mažos kainos ypatybes. Todėl tolesni tyrimaieuropiukompleksai turi didelę reikšmę Kinijos turtingų retųjų žemių išteklių plėtrai ir kriminalinio mokslo bei technologijų plėtrai.
Paskelbimo laikas: 2023-11-01